دانلود تحقیق ژنراتورها وموتورهای الکتریکی

ژنراتورها وموتورهای الکتریکی :
ژنراتورها و موتورهای الکتریکی گروه از وسایل استفاده شده جهت تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی یا برعکس .

توسط وسایل الکترومغناطیس هستند .

یک ماشینی که انرژی الکتریکی به مکانیکی تبدیل می کند موتورنام دارد.

وماشینی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند ژنراتور یا آلترناتور یامتناوب کننده یا دینام نامیده می شود .

دو اصل فیزیکی مرتبط با عملکردموتورهاوژنراتور ها
وجود دارد.

اولین اصل فیزیکی اصل القایی الکترومغناطیسی کشف شده توسط مایکل فارادی دانشمند بریتانیایی است.

اگر یک هادی در میان یک میدان مغناطیسی حرکت کند یا اگر طول یک حلقه ی القایی ساکنی جهت تغییر استفاده شود.

یک جریان ایجاد می شود یا القا می شود در کنتاکنتور بحث این اصل این است که در مورد واکنش الکترومغناطیسی بحث می کند و این که این واکنش در ابتدا توسط آندر مری آمپر در سال 1820 که دانشمند فرانسوی است کشف شد.اگر یک جریان از میان یک کنتاکتور که در میدان مغناطیسی قرار گرفتند عبور کند .

میدان نیروی مکانیکی بر آن وارد می کند .

(1)
ساده ترین ماشینی های دیناموالکتریک دیسک دینامیکی است که توسعه یافته توسط افرادی است که آن شامل یک صفحه ی مسی پیچیده شده است.

که این پیچش از مرکز تالبه وجود دارد .و بین قطبهای یک آهنربای سمبر اسبی است .

وقتی دیسک می چرخد یک جریان بین مرکز دیسک ولبه ی آن توسط عملکرد میدان آهنربا القا می شود
که دیسک یا صفحه میتواند ساخته شود.

جهت عمل کردن به عنوان یک موتور توسط بکار بردن یک ولتاژ
بین لبه ی دیسک و مرکزش که این به علت چرخش
دیسک به دنده بدلیل نیروی تولید شده توسط واکنش مغناطیس است .

میدان مغناطیسی آهن ربای دائم به اندازه ی کافی برای کار کردن کافی است .

که حتی به عنوان یک موتور یا دینام کوچک بکار می رود ( کار می کند).

در نتیجه برای ماشین های بزرگتر آهنربای بزرگتری بکار می رود.

هم موتور ها وهم ژنراتورها دارای دو اصل هستند : قسمتها ومیدان که آهنربای الکترومغناطیسی با سیم پیچ هایش و آرمیچر و ساختاری که از کنتاکتور حمایت می کند و کار قطع میدان مغناطیسی وحمل جریان القا شده ژنراتور یا جریان ناگهانی به موتور را دارد است.

آرمیچر معموﻸ هسته ی نرم آهنی اطراف سیم های القایی که دور سیم پیچ ها پیچیده شده اند است.

(2)
موتور های AC:
دو نوع اساسی موتور ها طراحی شده اند برای عمل کردن بر روی جریان متناوب پولی فاز موتور های سنکرون و موتور های القایی موتور های سنکرون اساسآ یک تناوب گر(آلترناتور) سه فاز است که بصورت معکوس کار می کند.

آهنربا های میدان روی رتور پیچیده شده اند توسط جریان مستقیم تحریک شده اند و سیم پیچ آرمیچر به سه قسمت تقسیم می شود و با جریان متناوب سه فاز تغذیه می شوند .

تغییر موج های سه فاز جریاندر آرمیچر واکنش متغییر مغناطیس را با قطبهای آهنربا های میدان سبب می شوند.

و چرخش میدان با یک سرعت ثابت که ای سرعت ثابت توسط فرکانس جریان در خط قدرت AC تعیین می شود را سبب می گردند سرعت موتور سنکرون در وسایل خاصی سودمند است.

همچنین در کاربدهایی که بار مکانیکی روی موتور خیلی زیاد می شود و نیز موتور های سنکرون نمی توانند استفاده شوند.

بخاطر اینکه اگر موتور سرعتش کاسته شود تحت بار آن یک مرحله عقب می ماند
دو نوع اساسی موتور ها طراحی شده اند برای عمل کردن بر روی جریان متناوب پولی فاز موتور های سنکرون و موتور های القایی موتور های سنکرون اساسآ یک تناوب گر(آلترناتور) سه فاز است که بصورت معکوس کار می کند.

بخاطر اینکه اگر موتور سرعتش کاسته شود تحت بار آن یک مرحله عقب می ماند .

در واقع یک پله کاسته می شود با فرکانس جریان و منجر به توقف موتور می شود موتور های سنکرون می توانند ساخته شوند برای عملکرد از یک منبع قدرت تک فاز توسط با شاکل شدن عناصر مدار مناسب که یک میدان مغناطیسی چرخش را سبب می شود ساده ترین موتور های الکتریکی نوع قفس سنجابی موتور های القایی استفاده شده باید یک تغذیه سه فاز می باشد استاتور یا ارمیچر ساکن از موتور قفس سنجابی شامل سه سیم پیچ ثابت مشابه با آرمیچر موتور سنکرون می باشد عصر چرخشی متشکل از یک هسته: در قسمتی که یک سری از کنتاکتور ها سنگین نظم داده ومنظم شده اند وقرار گرفته اند بصورت یک دایره در اطراف شافت (میله) و موازی با آن برداشتنی هستند کنتاکتور های روتور به شکل قفسه ای استوانه ای و مشابه به ان استفاده می شوند بصورت سنجابی (کار می کنند) جریان سه فاز در سیم پیچ های استاتور جاری می شوند و یک میدان مغناطیسی چرخشی تولید می کند.

این میدان یک جریان در کنتاکتور های نوع قفسه ای القا می کند .

واکنش مغناطیسی بین میدان چرخشی و کنتاکتور های حامل جریان روتور روتور را به حرکت در می اورند.

اگر روتور دقیقآ با سرعت یکسانی به مانند میدان مغناطیسی بچرخد هیچ جریانی در آن القا نخواهد شد.

و از این رو روتور با سرعت سنکرون نباید به حرکت دراید.

در عمل سرعتهای چرخش روتور و میدان در حدود 2 تا 5 درصد با هم تفاوت دارند.

این تفا وت سرعت بعنوان لغزش معروف است.

متور ها با روتور های قفس سنجابی می توانند استفاده شوند روی جریان متناوب تکفاز بوسیله نظم های مختلفی از القا و ظرفیت و بر اساس این دو مورد که ولتاژ تکفاز را اصلاح می کند و تغییر می دهد و آن را به ولتاژ فاز تبدیل می کند چنین موتور هایی بعنوان موتور های فاز شکاف (Spelat Phase) مشخص و معروفند یا موتور های تعدیل کننده یا کند از سر(متور های خازنی) بر اساس نظم و ترتیب آن ها استفاده می شوند.

4و3 موتور های قفس سنجابی تکفاز گشتاور شروع(راه اندازی) زیادی ندارند.

و برای به کار انداختن در حالی که گشتاور زیاد است موتور های خنثی القایی استفاده می شود .

یک موتور خنثی القایی ممکن است از نوع فاز شکاف باشد.

یا از نوع تعدیل کننده اما یک سوئیچ یا اتو ماتیک یا دستی دارد که اجازه می دهد جریان بین جاروبک های کموتاتور وقتی موتور شروع به حرکت می کند.

جاری شود و اتصالات کوتاه همه اجزای کموتاتور بعد از اینکه موتور به یک سرعت تقسیم می شوند .

موتور های دفع القایی یا خنثی القایی به ای خاطر نامیده شده اند .

که گشتاور راه اندازیشان وابسته است به دفع بین روتور و استاتور و گشتاورشان در زمان راه اندازی وابسته است به القا موتورهای سیم پیچی شده ی سری با کموتاتور ها که بر روی جریان متناوب با جریان مستقیم عمل می کنند.

موتور های یونیورسال نامیده می شوند.

آن ها معمولآ فقط در اندازه های کوچک ساخته می شوند و معمولآ در مصارف خانگی کاربرد دارند.

آلتر ناتور های جریان متناوب(AC)(آلتر ناتور ها) ژنراتوها: همانتور که در بالا گفته شد یک ژنراتور ساده بدون کموتاتور تولید خواهد کرد که یک جریان الکتریکی که متناوب می شوند.در مسیر همانطور که آرمیچر می چرخد چنین جریان متناوبی مزیت زیادی دارد .

برای اتقال توان الکتریکی و از این رو بشترین ژنراتور های اللتریکی بزرگ از نوع AC هستند.در ساده ترین شکلش یک ژنراتور AC فقط در دو حالت خاص فرق می کند با ژنراتور DC پایانه های سیم پیچ آرمیچرش بیرون هستند.

برای حلقه های لغزان جزئی شده جامد روی شافت(میله)ژنراتو بجای کموتاتور و سیم پیچ های میذان توسط یک منبع DC خارجی تغذیه انرژی می شوند.

تا اینکه توسط خود ژنراتور این کار انجام می شود.

ژنراتور های AC سرعت پایینی با تعداد زیادی در حدود 100 قطب ساخته می شوند.

هم برای بهبود بازده شان و هم برای دست یافتن به فرکانس دلخواه به آسانی.

آلترناتور ها با توربین های سرعت بالا راه اندازی می شوند.

همچنین اغلب ماشین های دو قطبی هستند.

فرکانس جریان گرفته شده توسط ژنراتو AC مساوی است با نیمی از تعداد قطبها و تعداد چرخش آرمیچر در هر ثانیه.

اغلب مطلوب است در مورد ژنراتور که واتژ بالایی وجود داشته باشد و آرمیچر های در حال چرخش در چنین کاربرد هایی صرف عمل نمی کنند.

بخاطر احتمال جرقه زنی بین جاروبکها و حلقه های لغزان و خطر شکستهای مکانیکی که ممکن است سبب اتصال کوتاه شود .

آلترناتور ها بنا بر این با یک سیم پیچ ساکن که بدور یک روتور می چرخد .

و این روتور شامل تعدادی اهنربای مغناطیسی میدان هستندساخته می شوند اصل عملکرد آنها دقیقآ مشابه عملکرد ژنراتور های AC توصیف شده اند.

بجز اینکه میدان مغناطیسی(نسبت به کنتاکتور های آرمیچر) به حرکت در می ایند.

جریان تولید شده توسط آلترناتور های توصیف شده در بالا به یک پیک می رسد و به صفر ختم می شوند و به یک پیک منفی افت می کنند.

و دوباره به سمت صفر می آیند.

و در چند زمان در واقع چندین بار در هر ثانیه بسته به فرکانس که ماشین طراحی شده چنین جریان را جریان متناوب تکفاز نامیده اند.

همچنین اگر آرمیچر در داخل دو سیم پیچ قرار گیرد.

که این سیم پیچ ها از زاویه ها و گوشه های راست یکدیگر کشیده شده اند و با اتصالات خارجی مجزا تهیه شده اند.

دو موج جریان تولید خواهد شد.

هر کدام در ماکزیممش خواهد بود وقتی که دیگری به صفر برسد .چنین جریانی را جریان متناوب سه فاز نامیده اند.

اگر سه سیم پیچ ارمیچر با زوایای 120درجه با یکدیگر قرار گیرند جریان به شکل موج سه برابر و کریپل تولید خواهد شد که به آن جریان متناوب سه فاز گفته می شود.

یک تعداد زیادتری از فازها ممکن است با افرایش تعداد سیم پیچها بدست آمده باشند و گرفته شوند در ارمیچر اما در مهندسی برق مدرن جریان متناوب سه فاز بسیا پر کاربرد است و آلترناتور سه فاز ماشینی دینامو الکتریکی است که بطور کلی برای تولید قدرت الکتریکی (یا توان الکتریکی) بکار می رود.

ولتاژ خای بالای 13200 در آلترناتور ها رایج ترند.

برچسب گذاری ترانس سه فاز- موتورهای سه فاز آزمایش شماره ۱ موضوع آزمایش: برچسب گذاری ترانس سه فاز هدف از انجام این آزمایش اولاً تعیین سمت های اولیه و ثانویه ترانس می باشد در ثانی برای اتصال های مختلف (ستاره و مثلث) سرهای (W.V.U) (x.y.z) را مشخص می کند.

برای انجام این آزمایش 12 تا سر همرنگ هم اندازه انتخاب کرده 6 تا به سمت اولیه و 6 تا به سمت ثانویه وصل می کنیم سپس توسط اهم متر هر دو کلاف را که به هم راه می دهد اهم آنرا گرفته و یادداشت می کنیم در این مرحله سر و ته کلاف ها مشخص می شود.

بعد از آن در صورتی که ترانس کاهنده باشد اهم های بیشتر مربوط به سمت اولیه و اهم های کمتر مربوط به سمت ثانویه است.

برای مشخص کردن (z,x,y),(w,v,u) سمت اولیه از سر کلاف مشخص شده یکی را به عنوان مبنا انتخاب کرده و از کلاف های بعدی یکی دیگر را انتخاب کرده و یک سر را به نول وصل کرده و سر دیگر را توسط آمپرمتر با فاز S وصل می کنیم مقدار آمپر را یادداشت می کنیم.

دوباره فازها را برعکس حالتی درست است که آمپرمتر آمپر کمتری نشان دهد.

دوباره همین کار را برای فاز T انجام داده فاز T بدست آید برای مشخص کردن سرهای ثانویه با استفاده از روابط فازی که ولتاژ خط برابر ولتاژ فاز می باشد این آز را به این ترتیب انجام می دهیم به این ترتیب که 2 تا از کلاف ها را به دلخواه انتخاب کرده و آنرا با هم سری کرده حال ولتاژ خط را اندازه می گیریم.

اگر ولتاژ خط برابر ولتاژ فاز باشد این اتصال درست است در غیر این صورت دو سر یکی از کلاف ها را عوض می کنیم برای انتخاب فاز بعدی به همین ترتیب انتخاب می کنیم برای اتصال مثلث به همین ترتیب در مرحله اول اگر ولتاژ خط برابر ولتاژ فاز باشد درست می باشد برای سرها دوم تمام کلاف ها را با هم سر می کرده اگر ولتمتر مقدار صفر نشان دهد این اتصال درست است.

موضوع آزمایش: برچسب گذاری موتورهای سه فاز (روش علمی) برای تعیین سرهای یک موتور سه فاز ابتدا توسط اهم متر هر کلافی که به هم راه می دهد را پیدا کرده بعد به ترتیب زیر عمل می کنیم سر کلاف را به صورت ستاره وصل کرده به دو سر (یا به دو تا از فازها ) ولتاژ پایین حدود V50 متناوب وصل می کنیم در این حالت اگر ولتاژ دو سر C,B مساوی با صفر و ولتاژ دو سر AC تقریباً 50 * 5/1 باشد اتصالات درست است و می توانیم نقاطی که به هم وصل شده به ترتیب z,y,x و سرهای آنها را w,v,u انتخاب بکنیم برای مثال اگر ولتاژ دو سر AC مساوی 25 ولت باشد باید سر کلاف را با نقطه نول عوض کرد و به همین ترتیب اگر ولتاژ بین نقطه B.C صفر نباشد باید ولتاژهای B.N یا CN را عوض کرد.

ب) برچسب گذاری موتورهای سه فاز (روش تجربی) برای انجام این آزمایش از روش تجربی که همراه سعی و خطا است سه تا از سرها یا ته ها به هم وصل کرده و سرها و یا ته های دیگر را به برق وصل کرده اگر موتور بدون لرزش یا سر و صدا کار کند این اتصال به فرض درست است وگرنه آنقدر جابه جایی سرها و یا ته ها را انجام می دهیم تا موتور بدون لرزش و همچنین از هر سه فاز به یک میزان آمپر عبور کند.

تذکر: برای چک کردن یک موتور سه فاز اولین تستی که باید انجام شود تست آمپر است یعنی آمپر هر سه فاز را گرفته اگر آمپرها برابر باشند به معنی این است که سیستم یا موتور درست کار می کند و در غیر این صورت هم باید برق ورودی سیستم را چک کرد و هم آزمایش های دیگر روی ماشین مثلاً اتصال بدنه اتصال فاز به فاز و… تاکو ژنراتورها تاکوژنراتورها ماشین های کسراسب بخارهستند که بصورت ژنراتورکارمیکنندوبرای تبدیل سرعت دورانی به سیگنال الکتریکی متناسب با آن بکار میروند.

در این حالت قانون تبدیل به مشخصه خروجی تاکوژنراتور یعنی به منحنی تغییرات ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات سرعت محور بستگی دارد معادله عمومی مشخصه خروجی یک تاکوژنراتور ایده آل به صورت زیر است : منابع : http://manzoor.persianblog.ir/post/7 سایت اطلاع رسانی آفتاب :‌ www.aftab.ir